[发明专利]利用单天线导航接收机测量自旋卫星姿态的系统及方法

权利要求书

1.一种利用单天线导航接收机测量自旋卫星姿态的系统，其特征在于，包括：导航接收机、天线、自旋卫星以及导航卫星；

其中，所述导航接收机设置在所述自旋卫星的星体内部且电气连接所述天线；所述天线设置在自旋卫星的星体顶面且设置在自旋卫星自旋主轴的侧面；所述自旋卫星通过导航接收机跟踪和接收多颗导航卫星的信号。

2.根据权利要求1所述的利用单天线导航接收机测量自旋卫星姿态的系统，其特征在于，导航接收机采用能够单独或集成接收美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲伽利略和中国北斗卫星导航定位系统信号的星载导航设备。

3.一种使用权利要求1或2所述的利用单天线导航接收机测量自旋卫星姿态的系统测量自旋卫星姿态的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立本体坐标系；

步骤2：在本体坐标系中计算天线到导航卫星的距离ρ_as；

步骤3：计算天线接收到信号的相位φ_c(t)；

步骤4：建立离散载波相位模型并计算载波相位差y_n；

步骤5：联立ρ_as、φ_c(t)和y_n计算出本体坐标系下自旋卫星指向导航卫星矢量的角度θ_s和角度ψ_s。

4.根据权利要求3所述的测量自旋卫星姿态的方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

-以卫星自旋轴的方向为z_b轴，垂直于z_b轴的自旋卫星表面作为x_by_b平面，并在其中定义相互垂直的x_b和y_b轴。

5.根据权利要求3或4所述的测量自旋卫星姿态的方法，其特征在于，在本体坐标系中天线到导航卫星的距离ρ_as为：

ρas=ρs2+ra2-2ρsracosθscos(ψs-ωat-ψa)≅ρs-racosθscos(ψs-ωat-ψa)---(1)]]>

其中，ρ_s为自旋卫星到导航卫星的距离，r_a为天线的安装半径，ω_a为自旋卫星的自旋角速度，ψ_a为天线与本体坐标系x_b轴的夹角，ψ_s为赤道惯性坐标系中矢量r_s在x_by_b平面内的投影与x_b轴的夹角，θ_s为矢量r_s和x_by_b平面的夹角，t为数据接收时间。